Полимеры и нанопластинки из глины

Одним из перспективных нанокомпозитов могут стать нанокомпозиты на полимерной основе с наполнителем в виде наночастиц глины – алюмосиликатов. Алюмосиликаты в определённых условиях соединяются друг с другом образуя плоские пластинки толщиной около 1 нм. Размеры этих глиняных пластинок могут достигать несколько микрометров, что делает их объектами с очень большим отношением поверхности к объёму (рис.57).

Рисунок 57. (а) - химическая структура молекул алюмосиликатов, образующих пластинки толщиной 1 нм (1 nm); разными цветами показаны химические элементы и их группы, образующие молекулу алюмосиликата. (b) – электронная микрофотография участка нанокомпозита, состоящего из полимера (нейлона) с добавлением 5 % нанопластинок глины, заметных в виде горизонтальных тёмных нитей длиной несколько сотен нм. Калибровка справа внизу соответствует 500 нм. Взято с сайта https://www.sigmaaldrich.com.

Поэтому добавление таких глиняных пластинок даже в небольших количествах приводит к заметному изменению физических свойств материала. Так, нанокомпозит, показанный на рис.57, обладает гораздо большей прочностью и термостойкостью, чем нейлон, на основе которого он сделан. Полагают, что нанокомпозиты из глиняных пластинок, изготовленные на основе известных термопластиков (полиамида и полипропилена), будут обладать такой прочностью и термостойкостью, что вполне смогут заменить металлы при производстве, например, самолётов.

Другое полезное свойство, которым обладают полимерные нанокомпозиты из глиняных пластинок - уменьшение диффузии газов через плёнки, изготовленные из этих нанокомпозитов. Поэтому еда, завёрнутая в такие полимерные плёнки, будет меньше портиться при хранении.